大型设备电磁兼容现场测试发射标准发展方向
2019-07-09赵佳洋魏景锋辽宁省医疗器械检验检测院辽宁沈阳110179
赵佳洋 魏景锋 辽宁省医疗器械检验检测院 （辽宁 沈阳 110179）
内容提要： 现阶段大型设备的电磁兼容发射试验标准CISPR11正在修订中，未来该标准将在多个部分进行调整。文章对该标准的发展方向的思路进行归纳和总结，为未来标准的修订提出建议。
现阶段大型设备的电磁兼容发射试验标准CISPR11正在修订中，未来该标准将在多个部分进行调整。本文对该标准的发展方向的思路进行归纳和总结，为未来标准的修订提出建议。
1.现阶段电磁兼容现场测试发射部分的主要问题
1.1 辐射发射限值过低导致可操作性降低
图1. 被测物产生的电磁信号与背景噪声
标准中对于大型设备考虑到其近场效应的问题，辐射发射采用30m或者100m作为测试距离，限值过低，大部分实际环境无法满足要求，导致现场测试无法执行，30m测试距离对现场测试空间要求过大，在诸如医院等城市环境中难以实现。这个问题在医疗设备检测领域尤其突出，因为医疗设备大都直接安装在医院等城市环境中，这些环境电磁环境相对负责，诸如88～108MHz的无线电广波频段、900MHz的手机通讯，以及对讲机等频段，都会导致背景噪声较高，而工业用电设备产生的更加复杂的电磁噪声让此问题更加凸显。如图1所示，几乎无法将被测物产生的电磁信号从背景噪声中分辨出来。
1.2 I组A类设备传导发射缺失问题
CISPR11标准中对于Ⅰ组A类设备现场测试的传导发射未做评估的要求，主要考虑到现场测试很难去改变设备的电气连接，改用低频辐射发射来替代。而低频辐射发射测试由于使用30m限值，背景噪声问题导致这个试验的操作性较低。另外在实际测试中发现，传导发射和低频辐射发射相关性较低，不能简单替代。
1.3 In-SITU测试环境问题
CISPR11中关于In-SITU的定义不明确，维基百科上的解释为“in situ is to describe an event where it takes place”，根据与各国专家的交流，比较能够达成共识的解释为“final destination”。
这与目前医疗设备检测环境产生矛盾，由于标准的初衷是针对final destination进行测试，对于工科医中主流产品检测的环境应该是suburban，所以标准要求限值可以很低，测试距离可以是30m或更远，才会要求不做CE测试，对于SITU定义的理解，是现阶段大型设备现场检测各种问题产生的核心；另外，因为安装的场所和位置区别较大，“final destination”的定义决定了In-SITU测试无法成为型式检验，在一些小领域中也出现国家法规与标准的矛盾，比如要求只有取得型号核准证书才能安装，但是安装之后才能检测，并取得型号核准证书等问题。
1.4 测试环境缺少可重复性问题
由于In-SITU测试只针对当时测试的现场进行测试，对于现场环境并没有具体的要求，降低了测试的可重复性，无法作为型式检验进行要求，这与世界上较多国家的型号核准政策有矛盾，比如医疗标准中就有In-SITU测试可以作为型式检验的内容，但是测试原理上又说不通，因为确实检测的样机的安装条件、走线、布置、配置不具备典型意义。
1.5 衍生出的其他问题
由于现场测试要求，衍生出较多问题，比如抗扰度测试会干扰其他产品，去耦问题，测试线缆、部件的摆放，天线架设高度由于试验距离和样品尺寸无法对应，比如风力发电设备，由于这类设备往往高度在几十米以上，天线高度定在1～2m显然无法正对被测物，这样会给测试带来负面影响。
2.未来大型设备现场发射测试发展方向
未来对于大型设备现场发射测试，在标准结构层面将分为以下三个部分。
2.1 SITU测试
对于SITU测试，将会明确SITU的概念，并明确SITU测试为设备安装的“最终使用场所”的概念，由于“最终使用场所”的概念，对于传导发射测试在SITU测试中依然不做要求，辐射发射测试的测试距离和限值将会根据IEC CISPR 16-2-3 2016标准中的要求进行调整，将会接受通过对于测试距离的换算关系而形成不同限值的测量方法。
2.2 Defined site
由于SITU测试明确了为设备安装的“最终使用场所”，所以标准为那些非“最终使用场所”的测试制定了Defined site测试的要求，Defined site并不是一个典型的试验场，但是会对Defined site提出专门的要求，一定程度上保证系统的安装、布线的一致性，使得该测试更接近于型式检验的要求，在Defined site测试中，增加了对于诸如电源、背景灯测试环境的要求，由于不是“最终使用场所”所以还是会引入传导发射测试的要求，另外辐射发射测试的测试距离和限值将会根据IEC CISPR 16-2-3 2016标准中的要求进行调整，将会接受通过对于测试距离的换算关系而形成不同限值的测量方法，对于辐射发射测试提出了全新的测试方法，对于天线、被测物等的摆放提出了新的要求，考虑了超高、超大以及矮系统的测试方法。
2.3 通用性的要求和修改
对于天线高度、天线与被测物中心点的对应、被测物的摆放、不同测试样品诸如工业产品、科学产品、医学产品关于辐射发射测试距离和限值的对应这个部分提出了细化的要求。
3.未来大型设备现场发射测试建议
①继续细化对于不同产品的具体的测试方法；②继续大型设备近场测试和远场测试的可替代性研究；③考虑是否将现场测试的测试频率提升至1GHz以上。
